[發明專利]一種極化碼的對稱譯碼裝置

在審

• 申請號: 202110174637.2
• 申請日: 2021-02-07
• 公開（公告）號: CN113179101A
• 公開（公告）日: 2021-07-27
• 發明（設計）人: 熊軍;郭曉峰;陳玉鳳;胡寧
• 申請（專利權）人: 北京睿信豐科技有限公司
• 主分類號: H03M13/13
• 分類號: H03M13/13
• 代理公司: 北京知企鴻蒙專利代理事務所(普通合伙) 11692
• 代理人: 劉帥帥

本發明公開了一種極化碼的對稱譯碼裝置，包括CRC?SCL譯碼算法的調制系統和CRC?SCL譯碼算法，所述CRC?SCL譯碼算法包括以下步驟：步驟一，將對稱譯碼裝置啟動，根據給定的數值設置輸入信號，然后就可以將需要譯碼的信號輸入；步驟二，根據步驟一所輸入的信號利用對數域下轉移概率的計算方法近似計算出計算L條路徑的轉移概率遞歸；步驟三，根據步驟二中所計算的L條路徑的轉移概率遞歸將所計算的轉移概率傳輸至轉移概率存儲器中，本發明利用CRC校驗來對SCL算法的L條候選路徑進行校驗，令滿足CRC校驗的最可靠的路徑做為輸出的譯碼路徑，CRC?SCL譯碼算法有效的減少了譯碼路徑誤判的情況，大大提高了譯碼算法的性能，同時該算法是便于FPGA實現的。

技術領域

本發明涉及無線通信技術領域，具體為一種極化碼的對稱譯碼裝置。

背景技術

Polar碼為一種線性分組碼，通過編碼，會使得碼字產生極化現象，即有些信道（碼字的位）的信道容量趨近于0，有些趨近于1。編碼時，將待編碼比特放在信道容量高的位上，冗余位放在信道容量低的位上，一般將冗余位設為0，便于譯碼已知。

Polar碼的碼長為，，為正整數，對于信息位長為的編碼，首先需要知道個信道的信道容量大小的排序。將個信息比特放在個信道容量最大的信道位置上，其余位置置0，稱為凍結比特，排列后的序列記為，再按照分組碼的編碼公式進行編碼：

其中生成矩陣可表示為：

其中是一個比特反轉操作，其作用是將輸入序列的位置進行置換，如碼長為=1024，則每個信道的位置為0~1023，可用=10位二進制數表示，對于位置=1=10’b0000000001，比特反轉后=10’b1000000000=512，比特反轉操作即將這兩個位置的數交換位置，其他位置依此法進行。

表示矩陣（即核矩陣）的次克羅克內積，定義為：

現有譯碼算法SC譯碼算法為一種串行譯碼算法，即按照碼字順序逐比特譯碼，只有前面的碼字譯出才能繼續譯后面的碼字，后面的碼字的譯碼結果與信道及前面碼字的譯碼結果有關。

SC譯碼器根據接收到的信道輸出的個信息和已知的凍結比特信息來給出的估計。SC 譯碼器包括個判決單元，每一個判決單元對應于一個信源元素，這些判決單元按照從1 到逐個被激活。如果為凍結比特，那么當輪到第個判決單元時，直接令=0，然后將其傳送到所有隨后的判決單元。如果為信息比特，則利用和前面個判決結果的信息來計算該判決單元的似然比（LR）或對數似然比（LLR），最后對其進行判決，并將判決結果傳送給后面所有的判決單元。

的LR定義為：

表示信道轉移概率。

則第個判決單元的判決準則為：

LR的計算可由以下兩個遞歸公式計算得到：

因此，由以上的公式可知，長度為的LR 的計算，是由長為的兩個LR 通過以上公式遞歸計算得到。當遞歸到長度為1 時遞歸結束，而長度為1 的LR 值的計算公式為：

對于高斯白噪聲信道，BPSK調制時，信道轉移概率函數為：

則有：

LR值的計算過程中有大量指數及乘法運算，一方面計算量大，另一方面LR的值會很大或很小，很容易溢出。因此實際中常采用對數域算法。

對數似然比（LLR）定義為LR的對數，即LLR=ln(LR)，判決公式變為：

LLR值計算的遞歸公式變為：

在高斯白噪聲信道下，有：